Electroforesis Capilar: Fundamentos y Condiciones
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Questions and Answers

¿Cuáles son las condiciones que debe reunir un buen tampón de separación en electroforesis capilar?

Un buen tampón debe tener alta capacidad de tamponamiento al pH de separación, pequeñas variaciones de pH con la temperatura, ser transparente a la radiación UV-Vis, baja conducción eléctrica y no influir negativamente en la separación.

¿Qué se logra mediante el acondicionamiento del capilar por presión?

El acondicionamiento por presión elimina compuestos adsorbidos y genera una superficie fresca debido a la desprotonación de grupos SOH.

¿Qué características debe tener una fuente de alto voltaje en electroforesis capilar?

Debe ser de corriente continua, trabajar en modo de intensidad constante y voltaje constante, aplicar voltajes entre 1 y 30 kV y permitir cambiar la polaridad de los electrodos.

¿Por qué es importante el almacenamiento adecuado del capilar en electroforesis capilar?

<p>Es importante para evitar la cristalización del tampón y la obstrucción del capilar, asegurando así su correcto funcionamiento en futuras separaciones.</p> Signup and view all the answers

Menciona dos modos de inyección de la muestra en electroforesis capilar.

<p>La inyección hidrodinámica y la inyección electrocinética.</p> Signup and view all the answers

¿Qué fórmula se utiliza para calcular la eficiencia (N) en electroforesis capilar?

<p>N = 16 | R | / ω y N = 5.54 | | R | | / ω1/2.</p> Signup and view all the answers

Define la selectividad en el contexto de la electroforesis capilar.

<p>La selectividad es la capacidad del sistema para separar solutos que están próximos entre sí.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación matemática que define la resolución (Rs) en electroforesis capilar?

<p>Rs = (tR2 − tR1) / (2(tR2 − t0)).</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con los grupos silanoles en un pH igual o mayor a 3?

<p>Se ionizan como SiOH ⇋ SiO- + H+.</p> Signup and view all the answers

¿Qué provoca el flujo electroosmótico en un sistema líquido en contacto con una superficie cargada?

<p>Es el fenómeno que se produce al aplicar un campo eléctrico al sistema.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la 'doble capa' en el contexto de la electroforesis capilar?

<p>Es una región donde existe una carga fija y una capa difusa rica en cationes.</p> Signup and view all the answers

¿Qué factores pueden controlar la cantidad de cargas en la pared del capilar durante la electroforesis?

<p>La cantidad de cargas se controla principalmente por el pH del buffer.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se expresa la selectividad (α1,2) en electroforesis capilar?

<p>α1,2 = (tR2 - t0) / (tR1 - t0).</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la movilidad electroforética y cómo se relaciona con la carga del analito?

<p>La movilidad electroforética (𝜇e) se refiere al desplazamiento de los solutos iónicos bajo la influencia de un campo eléctrico, dependiente de su carga.</p> Signup and view all the answers

Explica brevemente el concepto de potencial Zeta (𝛏) en el contexto de la electroforesis capilar.

<p>El potencial Zeta (𝛏) es una medida de la carga eléctrica en la interfase entre la fase sólida y la fase líquida, influyendo en el desplazamiento de partículas en un campo eléctrico.</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son los dos factores principales que provocan el desplazamiento de solutos iónicos en un capilar?

<p>Los solutos iónicos se desplazan debido a la electroosmosis (Feo) y a su propia movilidad electroforética (𝜇e).</p> Signup and view all the answers

Define la viscosidad del medio (𝛈) y su importancia en la electroforesis capilar.

<p>La viscosidad del medio (𝛈) es una medida de la resistencia al flujo en un líquido y afecta directamente la movilidad de las especies durante la electroforesis.</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la movilidad total o aparente (𝜇a o 𝜇t) en el análisis electroforético?

<p>La movilidad total o aparente (𝜇a) es la suma de la movilidad electroosmótica (𝜇feo) y la movilidad electroforética (𝜇e) de los solutos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta el radio del analito (r) a su movilidad electroforética?

<p>El radio del analito influye en la movilidad electroforética (𝜇e) ya que un analito de mayor tamaño experimenta mayor resistencia al movimiento en el medio.</p> Signup and view all the answers

Describe brevemente cómo se controla el flujo electroosmótico en la electroforesis capilar.

<p>El flujo electroosmótico se controla ajustando factores como el voltaje aplicado y las características del medio, incluyendo su viscosidad.</p> Signup and view all the answers

¿Qué diferencia hay en la movilidad de cationes y aniones en un campo eléctrico dentro de un capilar?

<p>Los cationes tienen una movilidad electroforética positiva, mientras que los aniones tienen una movilidad electroforética negativa, afectando su desplazamiento en el campo eléctrico.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta el campo eléctrico a la velocidad de migración de los iones en electroforesis capilar?

<p>A mayor campo eléctrico, mayor será la velocidad de migración de los iones.</p> Signup and view all the answers

¿Qué efecto tiene el pH del tampón en la separación electroforética de compuestos?

<p>El pH afecta la desprotonación de grupos SiOH, influyendo en la densidad de carga y el potencial zeta.</p> Signup and view all the answers

Nombra un modo electroforético utilizado en la electroforesis capilar y su característica principal.

<p>Electroforesis capilar en zona (CZE), que permite separar compuestos basándose en su movilidad electroforetica.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo influye la fuerza iónica del tampón en la velocidad de migración de iones?

<p>Una mayor fuerza iónica generalmente reduce la velocidad de migración al aumentar la viscosidad del medio.</p> Signup and view all the answers

¿Qué impacto tiene la adición de disolventes orgánicos sobre la velocidad de migración en electroforesis capilar?

<p>La adición de disolventes como MeOH o EtOH reduce la velocidad de migración, mientras que ACN la incrementa.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una aplicación analítica de la electroforesis capilar en la industria farmacéutica?

<p>La determinación de compuestos farmacéuticos como sulfamidas y penicilinas.</p> Signup and view all the answers

Menciona un tipo de análisis que se realiza mediante electroforesis capilar.

<p>Análisis cualitativo mediante el tiempo de migración.</p> Signup and view all the answers

Describe brevemente el papel de los recubrimientos en la pared interna del capilar en electroforesis capilar.

<p>Los recubrimientos como el trimetilclorosilano suprimen la fuerza electroosmótica, mejorando la separación.</p> Signup and view all the answers

¿Qué papel juegan las micelas en la separación de solutos durante la electroforesis capilar?

<p>Las micelas permiten separar compuestos hidrofóbicos, eluyéndolos junto con ellas.</p> Signup and view all the answers

Describe la clasificación de los surfactantes en el contexto de la electroforesis capilar.

<p>Los surfactantes se clasifican en aniónicos, catiónicos, anfolíticos y no iónicos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se separan los analitos cargados en la electroforesis capilar?

<p>Los analitos cargados se separan mediante su interacción con el campo eléctrico aplicado y su migración hacia los electrodos.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia en la elución entre compuestos hidrofílicos y compuestos hidrofóbicos?

<p>Los compuestos hidrofílicos eluyen con el FEO, mientras que los hidrofóbicos eluyen con la micela.</p> Signup and view all the answers

¿Qué mecanismo combinatorio se emplea en la separación en la cromatografía de la electroforesis capilar?

<p>Se combinan los mecanismos de separación de cromatografía y electroforesis para separar solutos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se basa la separación en la electroforesis capilar en gel?

<p>Se basa en la diferencia de los tamaños de las especies a separar.</p> Signup and view all the answers

¿Qué rol tienen los tensoactivos en la cromatografía micelar electrocinética?

<p>Los tensoactivos permiten formar micelas en una concentración micelar crítica.</p> Signup and view all the answers

¿Qué se emplea en electroforesis capilar en gel para la separación?

<p>Se emplea un gel que actúa como un tamiz molecular.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia principal entre el tampón frontal y el tampón terminal en un isotacoferograma?

<p>La diferencia radica en la conductividad de cada tampón.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué se realiza la electroforesis capilar en ausencia de FEO?

<p>Se realiza en ausencia de FEO para evitar interferencias durante la separación.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de moléculas se separan principalmente mediante electroforesis capilar en gel?

<p>Se separan principalmente macromoléculas como proteínas y ácidos nucleicos.</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede en un isotacoferograma a medida que avanza el tiempo?

<p>La muestra se va moviendo entre los dos tampones de diferente conductividad.</p> Signup and view all the answers

¿Qué implica la separación electroforética en función de la conductividad de los tampones?

<p>Implica que la movilidad de la muestra depende de la conductividad de cada tampón.</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Análisis Químico II - Bloque III - Tema 16: Electroforesis Capilar

  • Introducción (16.1): Electroforesis capilar (CE) es una técnica separativa que ocurre dentro de un capilar, basada en la migración diferencial de partículas cargadas en una solución bajo un campo eléctrico.

  • Importancia Industrial y de Investigación: La electroforesis capilar es crucial en industrias y en investigación para la separación y análisis de diversos tipos de componentes, tales como iones, vitaminas, ácidos nucleicos, proteínas, y células.

  • Características de la CE (16.1):

    • La separación se lleva a cabo en un capilar de sílice fundida.
    • Requiere campos eléctricos elevados durante la separación.
    • Ofrece tiempos de análisis rápidos y menor consumo de reactivos que métodos tradicionales.
    • La técnica es simple y fácil de automatizar.
    • Permite realizar determinaciones simultáneas de varios compuestos (cationes, aniones y neutros).
    • La detección de los componentes puede realizarse durante la separación.

Instrumentación (16.2)

  • Capilar de Sílice Fundida:

    • Debe ser inerte químicamente y eléctricamente.

    • Transparente a la radiación UV-Vis.

    • Robusto y flexible (generalmente recubierto de poliimida).

    • Económico.

    • Capilares ideales tienen un diámetro interno de (20-200 µm), longitud efectiva y total de (15-100 cm).

    • Características del capilar: Acondicionamiento por presión para remover compuestos adsorbidos y generar una superficie fresca. Termostatización (por aire o líquido refrigerante) para regular la temperatura.

  • Componentes del Sistema: Incluye: Capilar, tampón de separación, fuente de alto voltaje, sistema de inyección de la muestra, sistemas de detección y registro de la señal.

  • Fuente de Alto Voltaje:

    • Debe estar conectada a dos electrodos de platino.
    • Capaz de operar en modo de intensidad constante y voltaje constante.
    • Capacidad de trabajar con voltajes entre 1 y 30 kV.
    • Capacidad de cambiar la polaridad de los electrodos.
    • Capaz de aplicar potencial en forma de rampa programada.
  • Sistema de inyección de la muestra:

    • Inyección hidrodinámica: Se inyectan volúmenes pequeños (10-100 nL) usando presión hidrodinámica.
    • Inyección electrocinética: Utiliza fuerza electroestática para introducir la muestra en el capilar.
  • Sistemas de detección:

    • Absorción UV-Vis (universal, DAD espectro).
    • Fluorescencia.
    • Fluorescencia inducida por láser.
    • Amperométricos.
    • Conductimétricos.
    • Espectrometría de masas.
    • Otros (radiométricos, índice de refracción, etc.).

Fundamento Teórico de la Electroforesis Capilar (16.3)

  • Ionización de grupos silanoles: Los grupos silanol en la pared del capilar son fácilmente ionizables cerca del pH 4; esto genera una carga negativa en la pared del capilar influenciada por el pH del tampón.

  • Flujo electroosmótico (EOF): Fenómeno que se produce al aplicar un campo eléctrico a un líquido en contacto con una superficie cargada. La superficie del capilar es cargada negativamente y EOF mueve el analito y el electrolito.

  • Movilidad total o aparente (µ o μa): Considera la movilidad electroforética y el flujo electroosmótico para la muestra

Aplicaciones Analíticas (16.4)

  • Análisis cualitativo: Determinación de compuestos basados en diferentes tiempos de migración.
  • Análisis cuantitativo: Curvas de calibración para determinar la concentración de componentes en base a diferentes picos.
  • Aplicaciones: Determinación de pequeños iones, compuestos farmacéuticos, herbicidas, pesticidas, carbohidratos, etc.

Modalidades de la Electroforesis Capilar (16.5)

  • Modos electroforéticos: Electroforesis capilar en zona (CZE), electrocromatografía de enfoque isoeléctrico (CIEF), Isotacoforesis capilar (CITP); Electroforesis capilar en gel (CGE)
  • Modos Cromatográficos: Cromatografía micelar electrocinética (MEKC) Electrocromatografía capilar (CEC).

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Este cuestionario aborda preguntas clave sobre las condiciones necesarias para una efectiva electroforesis capilar. Se explorarán conceptos como la selectividad, la inyección de muestra y el almacenamiento de capilares. Ideal para estudiantes de química analítica y biotecnología.

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